CO2有望高效電催化還原

近年來，電催化還原CO2生成有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的小分子產(chǎn)物研究受到廣泛關(guān)注，但是如何實(shí)現(xiàn)在負(fù)電壓下保持較高的催化效率，從而達(dá)到高催化產(chǎn)率的目標(biāo)一直是研究難點(diǎn)。日前，中科院青島生物能源與過程研究所環(huán)境友好催化過程研究組在上述領(lǐng)域取得了突破，設(shè)計(jì)出一種新型的二維/零維的氧化鉍納米片/氮摻雜石墨烯量子點(diǎn)(Bi2O3-NGQDs)復(fù)合催化劑。
　　這種新型催化劑由環(huán)境友好催化過程研究組研究員劉立成帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)，可應(yīng)用于高效的電催化還原CO2生成甲酸，成功解決了在負(fù)電壓范圍內(nèi)催化效率降低的難題。
　　研究組在前期的研究基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，電催化效率在負(fù)電壓區(qū)間內(nèi)的降低，主要由于反應(yīng)過程中催化劑表面吸附的CO2分子和反應(yīng)中間體的濃度不夠所導(dǎo)致。在該研究中，研究人員利用NGQDs表面的氨基官能團(tuán)增強(qiáng)了主催化劑對吸附態(tài)CO的吸附能，同時(shí)加快了電催化反應(yīng)過程中的電荷傳遞。氧化鉍納米片和氮摻雜石墨烯量子點(diǎn)之間完美的協(xié)同作用使復(fù)合催化劑在負(fù)電壓區(qū)間內(nèi)保持了高達(dá)95.6%的平均電流效率。該工作為提高其他的金屬氧化物催化劑在負(fù)電壓區(qū)間內(nèi)的催化效率提供一種新策略。